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chanti 2016-5-15 08:07 AM

仙女座Zeta星(奎宿二)的黑子出現在極區一帶,與太陽的黑子分佈方式不同

類似太陽的恆星,其內部磁場被驅使而活動的結果,在恆星表面表現出來的特徵就是太陽黑子(sunspot)。來自哥本哈根大學(University of Copenhagen)波爾研究所(Niels Bohr Institute)的天文物理學家Heidi Korhonen等人觀測到一顆位在仙女座方向的遙遠恆星,其黑子的位置異於平常所見,顯示其內部磁場是受到與太陽完全不同的內部動力驅使所致。相關論文發表在自然(Nature)期刊中。                  恆星主要由氣體組成,經由內部原子核反應而釋放能量,向外發出光和熱。在恆星內部,經由帶電粒子的旋轉前行運動而產生了磁場,偶爾這個磁場會突然浮出恆星表面,使局部區域熱流減緩而溫度下降,因而形成黑子。在我們太陽表面,太陽黑子通常沿著赤道呈帶狀分佈;然而,Korhonen等人觀測發現仙女座Zeta星(Zeta Andromeda,奎宿二)的黑子卻是出現在極區一帶,與太陽的黑子分佈方式截然不同。
                  Korhonen表示:他們在仙女Zeta的北極觀測到一群大黑子,而雖然看不到仙女Zeta的南極,但卻可在接近南極的高緯度地區觀察到黑子群的存在,而且這些黑子還不是同時存在的,而是在南半球和北半球輪流出現。這樣的黑子分佈不對稱現象,顯示這顆恆星的磁場形成方式和太陽迥異。
                  仙女Zeta距離地球約180光年,是顆大質量恆星,直徑則近太陽的16倍。其實這顆恆星距離太遠了,以目前的儀器與技術看起來也只是比一個像素還小的亮點,並無法清楚觀測到其表面細節。天文學家以前利用都卜勒法(Doppler)在仙女Zeta上觀測到黑子過。這是利用自轉恆星發出的光的波長來進行研究的方式;因黑子是恆星表面溫度比較低的區域,此區發出的光的波長會與其他區域不同,所以可透過都卜勒法建構恆星表面溫度分佈概況來瞭解恆星上的黑子狀況。到目前為止,這是研究遙遠恆星表面結構的最佳方式,但不可否認地,很可能會有誤判的時候,因此仙女Zeta極區是否有黑子出現一事便備受質疑。
                  但如果利用多種不同的望遠鏡同時取得恆星影像,就可以得到比最大的單一望遠鏡還多的細節。這種方式並不容易施行;過去數十年,天文學家將這種方式應用在電波波段,利用由6座望遠鏡組成的CHARA電波陣列進行觀測,而今則是將這種方式應用在可見光和近紅外波段中。透過這些解析度比過往還高很多的最新觀測資料,確認在仙女Zeta的確有大型黑子。在可見的北極區能觀察到暗色黑子,但低緯地區的黑子並沒有持續出現,而是出現後又消失,在恆星表面呈現不對稱的分佈,這讓Korhonen等人感到相當意外。
                  為何這些黑子的位置會和太陽上的差這麼多呢?Korhonen認為這是因為仙女Zeta這顆恆星本就與太陽差異很大。仙女Zeta是雙星系統,兩顆恆星彼此互繞,這會使得恆星本身自轉速度愈來愈快。其中Korhonen等人研究的是仙女Zeta主星,其自轉速度約為每秒40公里,相較之下,太陽自轉速度僅有每秒2公里而已。正是這個快速自轉可產生不一樣且很強的磁場;而強磁場又會造成很複雜的發電機效應(dynamo effect),類似新恆星正在形成的階段的複雜磁場型態,只不過仙女Zeta並不是新形成的恆星,而是一顆已經進入最後階段的年老恆星。
                  在太陽表面,黑子出現和消失相當規律,其數量增減有近11年的周期性。而製造這些黑子的磁場也會觸發電漿大型爆發事件,引起可能襲擊地球的太陽風暴,在地球極區產生極光,甚至可能引發軌道衛星和地表電力網發生故障。如果仙女Zeta旁有類似地球的行星,甚至如果上面有生物,那麼它們遭遇到仙女Zeta強磁場引發的風暴或許與地球不同,但鐵定複雜多了。
                資料來源:[url=http://www.eurekalert.org/pub_releases/2016-05/uoc--swd050316.php]http://www.eurekalert.org/pub_releases/2016-05/uoc--swd050316.php[/url], 2016.05.04, KLC
「引用自臺北天文館之[url=http://tamweb.tam.gov.tw]網路天文館[/url]網站」
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